microbik.ru
1
задача № 1
Рассчитать эффективность естественной вентиляции помещения экономического отдела.
Таблица 1. Исходные данные.

Вариант

Габариты помещения

Количество работников, чел.

Размер форточки, м2

длина, м

ширина, м

высота, м

7

6,2

4,8

3,8

4

0,25


Решение.

В соответствии и СНиП 2.09.04-87 объем рабочего помещения на одного рабочего должен составлять не менее 40 м3. В противоположном случае для нормальной работы в помещении необходимо обеспечить постоянный воздухообмен с помощью вентиляции размером не менее L' = 30 м3/ч на одного рабочего.

Таким образом, необходимый воздухообмен Lн вычисляется по формуле:

Lн = L'n, м3

где n - количество рабочих.

Lн = 304 = 120 м3

Фактический воздухообмен в отделе осуществляется при помощи естественной вентиляции (аэрация) как неорганизованно - через разные щели в оконных и дверных проемах, так и организовано - через форточку в оконном проеме.

Фактический воздухообмен Lф вычисляется по такой формуле:

Lф = mFV3600,

где m - коэффициент расхода воздуха, который располагается в пределах значений 0,3-0,8 (принимаем m = 0,55);

F - площадь форточки, через которую будет выходить воздух, м2;

V - скорость выхода воздуха с верхнего проема (форточки), м/с.

Рассчитаем скорость выхода воздуха с верхнего проема по формуле:



где g - ускорение свободного падения, м/с (g = 9,81 м/с);

H2 - тепловой напор, под действием которого будет выходить воздух через форточку (кг/м2).

Н2 = h2  (Yсн - Yвн),

где h2 - высота от плоскости ровных давлений к центру форточки. С достаточной для наших расчетов точностью можно допустить, что плоскость ровных давлений размещена посредине высоты рассматриваемого помещения, а центр форточки находится от плоскости потолка на расстоянии 0,75 м; h2 = 3,8/2-0,75 = 1,15 м.

Yсн и Yвн - соответственно объемные массы воздуха снаружи и внутри помещения, кгс/м2.

Объемная масса воздуха определяется по формуле:

,

где Рб - барометрическое давление, мм. рт. ст.

Рб = 750 мм. рт. ст.

Т - температура воздуха, К.

Для отдела, где выполняются легкие работы соответственно ГОСТу 12.1.005-88 для теплого периода года температура должна составлять не более t = 28С или T = 301К, а для холодного периода года - t = 17С или T = 290К.

Для воздуха температуру принимаем соответственно СНиП 2.04.05-91:

для лета - t = 24C или T = 297K;

для зимы - t = -11C или Т = 262К.

Рассчитаем фактический воздухообмен для лета:


Н = 1,15(1,17 - 1,16) = 0,0115 (кг/м2);



Отсюда, Lф = 0,550,250,443600 = 217,8(м3/ч)

Lн = 120 м3/ч  Lф = 217,8 м3/ч.
Рассчитаем фактический воздухообмен для зимы:


Н2 = 1,15(1,3 - 1,2) = 0,115 (кг/м2);
,

Отсюда, Lф = 0,550,251,373600 = 760,3 (м3/ч)

Lн = 120 м3/ч  Lф = 678,2 м3/ч.
Вывод: по данному расчету видно, что естественная вентиляция эффективна в отделе и в летний и в зимний периоды года, т.е. необходимый воздухообмен обеспечен.




Задача № 2


Проверить эффективность естественной освещенности в отделе. Габаритные размеры помещения взять с задачи № 1.
Таблица 2. Исходные данные

Ва

ри

ант

Разм. окон. проема

Кол-во окон,

шт.

Высота от пола до подок., м

Окно размещ. по длине стены, которая длиннее

Окно ориенти-ровано на запад

Средне-уравнове-шенный коэф. отраж. внутр. пов-ти

Наиб. отделение рабочего мета от окна

7

1,91,5

2

0,8

0,5

3

Решение

Для оценки эффективности естественной освещенности в помещении необходимо в помещении вычислить фактическое значение освещенности, которое соответствует нормированному СНиП ІІ-4-79.

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) для четвертого пояса Украины (еIV) определяем по формуле:

еIV = еHIII  m  c,

где еHIII - нормируемое значение КЕО для ІІІ светового пояса по СНиП ІІ-4-79. Для экономического отдела, в котором выполняются работы ІІІ разряда (средней точности) для бокового освещения еHIII = 1,5%.

m - коэффициент светового климата (для Украины m = 0,9)

c - коэффициент солнечности (для г. Сумы с = 0,8), табл.6.3

Тогда, еIV = 1,50,90,8 = 1,08.

Из формулы выразим фактическое значение КЕО для помещения отдела:

,

где So - площадь всех окон в помещении, м2

So = 5,7 м2;

Sn - площадь пола в помещении, м2

Sn = 29,76 м2;

о - общий коэффициент светопропускания оконного проема. Для оконных проемов общественных зданий, не оборудованных солнцезащитным устройством, о = 0,5;

r1 - коэффициент, который учитывает отражаемость света от внутренней поверхности помещения.

о - световая характеристика окна.

Кзд - коэффициент, который учитывает затемнение окон, которые находятся напротив, а при их отсутствии Кзд = 1;

Кз - коэффициент запаса. Принимаем Кз = 1,3.
Чтобы определить , необходимо найти отношение длины помещения к его глубине и отношение глубины помещения (расстояние от окна до противоположной ему стены) к высоте от уровня условной рабочей поверхности (0,8 м) до верха окна.

Отношение длины помещения к его глубине:

6,2 / 4,8 = 1,3.

Отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна:

4,8 / 1,9 = 2,5.
Из табл. 6.5 находим, что = 15,1.
Отношение расстояния расчётной точки от наружной стены (наибольшее удаление рабочего места от окна = 3 м) к глубине помещения (4,8 м) равно:

6 / 6,5 = 0,92.

Следовательно, из табл. 6.4 r1 = 1,55.
Тогда
Сравним нормированное значение еIV с фактическим значением еф, и видим, что естественное освещение в отделе неэффективно (0,76<1,08).
Вывод: По расчету данного задания видно, что естественное освещение в отделе не эффективно. Для того, чтобы сделать естественное освещение эффективным можно увеличить размеры окон.

Например, размеры оконного проема 2,22.

Тогда,

В таком случае естественная освещенность отдела будет эффективной, так как еH = 1,08  еф = 1,17.

.

Задача № 3


Проверить эффективность искусственного освещения отдела. Габаритные размеры взять аналогично задаче № 1.
Таблица 3. Исходные данные


Вариант

Вид источника освещения


Система освещения

Количество светильников, шт.

Количество ламп в светильнике, шт.

7

Л.н.

Общ.

4

1



Решение



Для оценки эффективности искусственного освещения помещения необходимо сравнить значения фактической освещенности и нормированного значения по СНиП ІІ-4-79.

При общем освещении нормированное значение освещенности для ламп накаливания составляет 200 лк..

Значение расчетной освещенности, при использовании ламп накаливания может быть рассчитано с помощью метода коэффициента использования светового потока по формуле:



Откуда вычисляется фактическая освещенность:

,

где Fл - световой поток лампы, лм (применяем лампу накаливания типа Б мощностью 150 Вт, световой поток лампы составляет Fл =2000 лм );

м - коэффициент использования светового потока. Для светильников, которые используются в общих зданиях для традиционных размеров помещения и цветной обработки, коэффициент использования может изменять значения в пределах м = 0,4-0,6;

N - количество светильников. Количество светильников необходимо расположить равномерно по площади помещения, по сторонам квадрата, следуя таким условиям L = 1,4Hp - сторона квадрата;

Нр - высота подвеса светильника над рабочей площадью, что определяется как разница между высотой рабочей площади, которая равна 0,8 м, а также от потолка hcв=0,4м.

Нр = 3,8 - 0,8 - 0,4 = 2,6 (м)

L = 1,4  2,6 = 3,64 (м).

Расстояние от светильников к стене выбирается из значений l = (0,3 - 0,5) L.

Принимаем l = 1,46.

n - количество ламп в светильнике, шт.

n = 1 шт.;

S - площадь помещения, м2.

S = 6,2  4,8 = 29,76 м2;

k - коэффициент запаса, k = 1,52;

Z - коэффициент неравномерности освещения, Z = 1,15.
Отсюда, лк

Вывод: Сравнивая значения нормируемой и фактической освещенности отдела, видно, что искусственное освещение данного помещения неэффективно, так как Ен > Еф. Предлагаю для повышения эффективности освещенности отдела заменить светильники на трехламповые. При этом:
лк,

что больше нормированного значения 200лк.
Задача № 4
Рассчитать заземление для стационарной установки. Заземлители углубленные и расположены в один ряд (глубина закладывания t = 80 см).

1. Определить расстояние между заземлителями.

2. Выбрать соответственно ПУЭ, ПТБ, ПТЭ допустимое сопротивление защитного заземлителя.

3. Определить расчетное удельное сопротивление грунта.

4. Определить сопротивление растеканию тока одиночного заземлителя.

5. Определить количество заземлителей.

6. Определить длину соединяющей полосы.

7. Определить расчет сопротивления соединяющей полосы.

8. Определить общее расчетное сопротивление заземлительного устройства.

9. Сделать вывод об эффективности выполнения защитного заземлителя.




Таблица 4. Исходные данные


Ва-ри-ант

Тип заземли-теля

Длина заземли-теля,

см

Диаметр заземли-теля, см

Ширина соединяющей полосы


Грунт


Клим. зона

7

труба

250

5

4

торф

І І



Решение


1. Определяем расстояние между заземлителями из соотношения для углубленных стационарных заземлителей. Это отношение рекомендуется принимать с = 1.

Lст = с  lст, (см)

Lст = 1  250 = 250 (см).

2. В соответствии с ПУЭ, ПТБ и ПТЭ определяем допускаемое сопротивление растеканию тока в заземлительном устройстве Rз для сети до 1000 В с изолированной и глухозаземленной нейтралью Rз = 4 Ом.

3. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для стержней и для полосового заземлителя с учетом неблагоприятных условий, учитываемых повышающим коэффициентом. Повышающие коэффициенты для стержня кп.ст и для полосы кп.п, которые учитывают изменения сопротивления грунта в различное время года в зависимости от выпадающих осадков (табл.34 и 35) принимаем кп.ст = 1,61,8, кп.п = 3,54,5.
расч.ст = табл  кп.ст = 0,2  104  1,7 = 0,34  104 (Омсм)

расч.п = табл  кп.п = 0,2  104  4 = 0,8  104 (Омсм)

где табл - удельное сопротивление грунта, табл = 0,2  104 Омсм (табл. 34)

4. Определяем сопротивление растеканию тока для одиночного стержневого углубленного заземлителя, расположенного ниже поверхности земли на 0,8 м.

, Ом

где t - расстояние от поверхности земли до середины трубы;

, см

hв - глубина заглубления стержней;

lст - длина стержней;

, см

Ом

5. Определяем приблизительное количество стержней: .

Определяем коэффициент экранирования стержней э.ст при приблизительном числе стержней nст = 14 и отношении (табл. 39) э.ст=0,78.

Необходимое количество стержней с учетом коэффициента экранирования:





6. Расчетное сопротивление растеканию тока при принятом числе стержней



7. Определяем длину соединяющей полосы:
Lс.п. = 1,05  Lcт (nст.э - 1), см

Lс.п. = 1,05  250 (4 - 1) = 787,5 (см)
Определяем сопротивление растеканию тока в соединяющей полосе:





Коэффициент экранирования э.сп для соединяющей полосы при nст.э и отношении принимаем э.сп. = 0,77 (табл. 40). Тогда, расчетное сопротивление растеканию тока в соединяющей полосе (с учетом коэффициента экранирования):





8. Определяем общее расчетное (теоретическое) сопротивление растеканию тока в стержнях и соединяющей полосе:





Вывод: Сравнивая Rз и Rобщ., мы видим, что используемая система заземления для данного случая эффективна Rз = 4 Ом  Rобщ = 2,8 Ом.